鋰電池電解液添加劑的分類

鋰電池電解液添加劑分類

1.成膜添加劑

優良的SEI膜具有有機溶劑不容性，準許鋰離子自由的進出電極而溶劑分子無法穿越，從而阻止溶劑分子共插對電極的破壞，提高電池的循環效率和可逆容量等性能。其緊要分為無機成膜添加劑和有機成膜添加劑等，借助鹵素原子的吸電子效應提高中心原子的得電力能力，使添加劑在較高的電位條件下還原并有效鈍化電極表面，形成穩定的SEI膜。

2.導電添加劑

對提高鋰電池電解液導電能力的添加劑的研究緊要著眼于提高導電鋰鹽的溶解和電離以及戒備溶劑共插對電極的破壞。其按用途類型可分為與陽離子用途型、與陰離子用途型及與電解質離子用途型。

3.阻燃添加劑

作為商業化使用，鋰電池的安全問題仍舊是制約其使用發展的緊要因素。鋰電池自身存在著許多安全隱患，如充電電壓高，而且電解質多為有機易燃物，若使用不當，電池會發生危險甚至爆炸。因此，改善電解液的穩定性是改善鋰電池安全性的一個緊要辦法。在電池中添加一些高沸點、高閃點和不易燃的溶劑可改善電池的安全性。

4.過充保護添加劑

關于采用氧化還原對進行內部保護的辦法人們進行了廣泛的研究，這種辦法的原理是通過在電解液中添加適宜的氧化還原對，在正常充電時這個氧化還原對不參加任何化學或電化學反應，而當電池洋溢電或略高于該值時，添加劑開始在正極上氧化，然后擴散到負極發生還原反應，如下式所示。

最佳的過充電保護添加劑應當具有4.2~4.3V的截止電壓，從而滿足鋰電池大于4V電壓的要求，總的來說，這一部分的研究工作還有待進一步研究。

5.改善低溫性能的添加劑

低溫性能為拓寬鋰電池使用范圍的緊要因素之一，也是目前航天技術中非得具備的。N，N一二甲基三氟乙酰胺的黏度低、沸點和閃點高，在石墨表面有較好的成膜能力，對正極也有較好的氧化穩定性，組裝的電池在低溫下具有優良的循環性能。有機硼化物、含氟碳酸酯也有利于鋰電池低溫性能的提高。

6.多功能型添加劑

多功能添加劑是鋰電池的理想添加劑，它們可以從多方面改善電解液的性能，對提高鋰電池的整體電化學性能具有突出用途。正在成為將來添加劑研究和開發的主攻方向。

含硼添加劑

含硼化合物常常作為添加劑使用到不同正極材料的鋰電池中，在電池循環過程中，很多含硼化合物會在正極表面形成保護膜，來穩定電極/電解液之間的界面，從而提高鋰電池性能。

有機磷添加劑

除了亞磷酸酯類添加劑，目前所用的有機磷類添加劑還包括磷酸酯類化合物。XIA等將三烯丙基磷酸酯(TAP)添加劑使用到Li[Ni0.42Mn0.42Co0.16]O2(NMC442)石墨全電池中，發現當有TAP存在時會顯著提高庫侖效率，長時間循環后，依然具有很高的容量保持。

碳酸酯類添加劑

含氟皖基(PFA)化合物具有很高的電化學穩定性，同時具備疏水性與疏油性的特性，當PFA添加到有機溶劑中，疏溶劑的PFA會凝聚到一起形成膠團。鋰電池在長時間循環過程中性能分明提高，這緊要是因為添加劑在循環過程中形成了雙層的鈍化膜，同時減少電極表面的降解與電解液的氧化分析。

解液由電解質鋰鹽、高純度的有機溶劑和必要的添加劑等原料組成，對電池的比容量、工作溫度范圍、循環效率和安全性能等至關緊要。

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